2020-2021/4 43 A folyékonyság a folyadékok sajátos tulajdonsága, ami következménye annak, hogy nincs
saját, jól meghatározott alakjuk, mértékét egy másik tulajdonsága, a viszkozitása határozza meg, ami a folyadék anyagi minőségétől, állapotától (hőmérséklet) függ. A viszkozitás a folya- dék belsejében fellépő súrlódás következménye, mértéke azzal egyenesen arányos, tehát a fo- lyással szembeni ellenállásnak tekinthetjük. A folyadékok folyékonysága a viszkozitásukkal fordított arányban van. Tehát a könnyen folyó folyadékoknak kicsi a viszkozitása, a nehezen folyóknak (a köznyelv szerint a sűrűbbeknek) nagy a viszkozitása.
Fontos, hogy ezeket a fogalmakat ne tévesszük össze, tudjunk különbséget tenni kö- zöttük!
Az anyagok adott tulajdonságaik alapján való felhasználásukkor mindig számolnunk kell azzal, hogy nem csak hasznot, hanem veszélyt is jelenthetnek a környezetükben levő tárgyakra és élőlényekre. Az alkohol tartalmú szerek gyúlékonyak lévén tűzkárt, a tisztí- tószerek felelőtlen keverésekor az egészségre káros anyagok (klór) felszabadulásakor sú- lyos balesetet okozhatnak. Meggondolatlanul nem szabad ismeretlen anyagokat összeke- verni!
Mindig tartsátok be az elemi munkavédelmi szabályokat!
Jegyezzétek meg: kísérletek elvégzésekor az anyagokat szabad kézzel megfogni, meg- kóstolni, beszippantani tilos!
Sógor Csilla
Labor és kémiai vegyszerek nélkül elvégezhető kísérletek
Különböző típusú ecetek készítése
Bevezető
Az ecet egyidős az emberi civilizációval, már hozzávetőlegesen Krisztus előtt 5000- ben ismerték, és felhasználták az élet számos területén. Ecetsavtermelő baktériumok a világon mindenütt előfordulnak és minden kultúra, ahol ismerték a sör vagy a bor készí- tését, elkerülhetetlenül felfedezte az ecetet, mivel az alkoholos italok levegővel érintkező hosszas tárolása ecetet eredményez. Az Ó- és Új Testamentumban olvashatunk az ecet- ről, főleg gyógyhatása miatt használták. Hippokratész, a híres görög orvos számos mun- kájában és könyvében ír az ecetről. Mézzel kevert almaecetet javasolt légúti bajokra, sebek gyógyítására használta, valamint a lepra legjobb ellenszerének tartotta. Konyhai alap- anyagként is már régen alkalmazták tartósítás, pácolás és a savanyítás céljából. Már a hon- foglalás idején ismerték a borecetet, és felhasználták az ételek készítésében, valamint tar- tósítás céljából.
viszkozitás ≠ sűrűség ≠ koncentráció
44 2020-2021/4 Az ecet kémiája
A magyar név az ecet latin megfelelőjéből, az acetum szóból ered, és savanyút jelent.
Az angol nyelvben használt vinegar (ecet) szó a francia „vin aigre” kifejezésből származik, aminek jelentése „savanyú bor”. A Magyar Élelmiszerkönyv szerint: „Az ecetkészítmé- nyek olyan ecetsavat tartalmazó termékek, amelyek élelmiszerek ízesítésére és tartósítá- sára valók. Az ecet olyan termék, amelyet mezőgazdasági eredetű nyersanyagok kettős fermentációjával (alkoholos-ecetsavas) állítanak elő.” Az ecet savanyú ízét és szúrós sza- gát egy szerves vegyület, az ecetsav (etánsav) adja, melynek képlete CH3COOH. Az ecet- sav maró hatású, gőzei ingerlik a szemet, az orr- és a toroknyálkahártyát, a tüdőt.
Az ecetsav előállítása alapvetően két módszer alapján történik, biológiai úton fermen- tációval, vagy kémiai szintézissel.
Az előállítás biológiai módszere az ecetsavas erjedésen alapszik, amikor az ecetsav baktériumok az etilalkoholt ecetsavvá oxidálják molekuláris oxigén képződése mellett. A bruttó folyamat:
C2H5-OH + O2 CH3- COOH Az ecetsav baktériumok apró, 0,6-0,8
µm pálcika alakú sejtek, aerob, gram-nega- tív baktériumok.
E fermentáció alapanyaga az etilalko- hol, amely lehet tiszta ipari alkohol, vagy az élelmiszeripar számára valamilyen erjesztett lé. A folyamat két lépésben megy végbe: az alkohol acetaldehiddé oxidálódik az alko- hol dehidrogenáz enzim hatására, majd az acetaldehid tovább oxidálódik ecetsavvá acetaldehid dehidrogenáz enzim hatására:
CH3-CH2-OH CH3-CHO CH3-COOH
Amennyiben természetes nyersanyagokból dolgozunk, a fermentációhoz nincs szük- ség adalékanyagok használatára, azonban ha tiszta etanol alapú nyersanyagot használunk a fermentációhoz, akkor adalék anyagokra van szükség. Ekkor cukrot (glukózt), makró anyagot (K, Na, Mg, Ca szulfát és klorid), valamint nyomelemeket (Mn, Fe, Co, Cu, Mb, Zn) használunk.
Az élelmiszeriparban az ecetsavat E260-nal jelölik, és a savanyúság szabályozására használják. Az ecet olyan termék, amelyet mezőgazdasági eredetű nyersanyagok kettős fermentációjával (alkoholos-ecetsavas) állítanak elő. A tömény ecetsav (ecetjég) közvetlen fogyasztásra nem alkalmas, az 5-40%-os vizes oldata található meg a kereskedelemben. A biológiai úton előállított ecetek sajátossága, hogy megőrzik az alapanyaguk íz- és illatanya- gát, valamint beltartalmuk értékes összetevőit.
Az élelmiszerecet fajtái
Az élelmiszerecetet ecetes fermentációval állítják elő, a kiindulási anyag meghatározza az ecet fajtáját és minőségét.
2020-2021/4 45 Ételecet
Mezőgazdasági eredetű finomszeszből (etil-alkoholból) ecetes fermentációval, bioló- giai úton előállított termék.
Borecet
A (szőlő)bor ecetes fermentációjával, biológiai eljárással készítik. A gyártáshoz fel- használt bor nem tartalmazhat kénessavon kívül más tartósítószert, mert azok gátolják az erjesztéshez szükséges ecetsav-baktériumok élettevékenységét. A jó borecetben felismer- hetjük a felhasznált bor teljes íz- és illatanyagát. A mediterrán térségben jelentős a borecet felhasználása.
Balzsamecet
A borecetnek egy „továbbfejlesztett" változata. A tradicionális balzsamecet eredetvé- dett, csupán Modena környékén készíthetik, 12 éven keresztül, meghatározott hordókban érlelik, különleges palackokba teszik, és kizárólag a Modena környékén található szőlő- fajták mustjából készítik. Főleg ízesítésre használják.
Gyümölcsborecet
Erjesztett gyümölcsléből, különböző gyümölcsök borából (a szőlőbor kivételével) ecetes fermentációval, biológiai úton előállított termék. Leggyakrabban almából, bogyós gyümölcsökből, barackból készítik, legismertebb fajtája az almaborból készített almaecet.
A jó gyümölcsecetnek már az illatából felismerhető, hogy milyen gyümölcsből készült, ízleléskor pedig egyértelműen érezhető az alapanyag íze. Európában (a mediterrán térsé- gen kívül) az almaecet felhasználása a meghatározó.
Sherryecet
Az eredeti sherryecetet (jerez, xeres) Spanyolországban, Jerez környékén biológiai eljárással készítik első osztályú sherryből (hosszú éveken át érlelt, brandyvel erősített Jerez-környéki bor), mely manapság már világszerte népszerű ecetfajta. Borostyán színű, magasabb savtartalommal rendelkezik, mint a borecet, íze mégsem bántó.
Rizsecet
A világ egyik legősibb ecete, az ázsiai konyha gyakran használt alapanyaga, melyet fer- mentált rizsből vagy rizsborból állítanak elő biológiai úton. Alacsonyabb ecetsav tar- talmú, mint az európai ecetek, ezáltal lágyabb ízű, zamata egyszerre édes és sós. Több fajtája létezik, a legismertebb az áttetsző fehér rizsecet, de kapható barna és fekete fajtája is. Színét az alapanyagául szolgáló rizs adja, ezáltal íze is más és más lesz.
Az ízesített ecet
Úgy készül, hogy ételecethez, borecethez, gyümölcsborecethez különféle ízesítőanya- gokat és/vagy növényi kivonatokat és/vagy engedélyezett adalékanyagokat adnak hozzá.
Az ecetekhez adható ízesítőanyagok körébe tartoznak a gyümölcs- és zöldségfélék, gyü- mölcslé, gyümölcssűrítmény, friss vagy szárított fűszernövények, illetve kivonataik, cu- kor, méz, konyhasó, illóolajok, aromák. Az egyik legismertebb ízesített ecetfajta a tár- konyecet, amit kaporral és babérlevéllel tesznek még ízletesebbé.
46 2020-2021/4 A Magyar Élelmiszerkönyv ecettípusonként meghatározza az ecetsav-tartalom elő- írásokat a különböző ecetfajták tekintetében: ételecet, legalább 10,0% (m/V); borecet, legalább 6,0% (m/V); gyümölcsborecet, legalább 5,0% (m/V); ízesített ecetek, legalább 5,0% (m/V); étkezési ecetsav 10,0-15,0% (m/V); ecetsav-eszencia 15,5-20,0% (m/V).
Kísérletek
1. Almaecetet készítése
Az almaecet Erdélyben a legismertebb gyümölcsecet. A konyhában az egyik kedvenc ízesítő, savanyítószer. Az egészségünkre is számos pozitív hatása ismert:
javítja az anyagcserét
serkenti az emésztést
csökkenti a vérzsírokat
aktiválja a szív- és veseműködést
feszessé, üdévé varázsolja a bőrt
jelentős mértékben javítja a vas beépülését, felélénkíti a sejtlégzést, és így fokozza a sejtek energiatermelését és teljesítőképességét, és eredményesen méregtelenít
Kiindulási anyagok:
1/2 kg alma, 500 mL víz, 50 g cukor A kísérlet menete:
1/2 L vizet felforralunk 50 g cukorral, majd le- hűltjük szobahőmérsékletűre. Egy nagyobb üvegbe (legalább 1L) beleteszünk 1/2 szeletelt vagy összetört almát héjastól, majd tegyünk a tete- jére egy kis szelet kenyeret, és fedjük le vászonru- hával vagy gézzel. Gyakori kevergetés mellett, me- leg helyen tartjuk 10 napig, majd szűrjük. A leszűrt lébe tegyünk 100 g cukrot, pár napon belül azt ész-
leljük, hogy forrni kezd (megindul az erjedés). Két-három hét alatt a tetején vékony, majd mind jobban vastagodó hártya képződik (ez az ecetágy). Három hét után az oldat letisztul, ekkor az ecetágyat szedjük le, és a kapott almaecetet üvegben tároljuk.
Ebben az esetben az előállítás két egymás utáni erjedésen alapszik: előszőr egy alko- holos erjedés megy végbe, a cukor etilalkohollá alakul a kenyérben levő élesztő enzimei- nek hatására, majd a levegő oxigénjének és a levegőben jelen levő ecetsavbaktériumok hatására ecetsavas erjedés történik, és az alkohol ecetsavvá alakul. Az alma íz és kísérő- anyagai megmaradnak az erjedés során, és az ecet ízét adják.
Az almaecet felhasználása
Élelmiszerek készítésében ízesítésre, savanyításra használjuk
Arcápolás: az almaecet segít szabályozni a bőr pH-ját. Hígítva, egy rész alma- ecet 3 rész víz formában használják az arcbőr tisztítására.
2020-2021/4 47
Kéz és lábápolás: Az almaecetes masszírozás felfrissíti a végtagokat.
Fogak ápolása: Az almaecet segít eltávolítani a fogakról a foltokat. A fog be- dörzsölése, majd lemosása fehéríti a fogakat.
Tisztítás: keverj össze 1/2 csésze almaecetet és 1 csésze vizet. Ez az elegy tö- kéletesen használható mikrohullámú sütő, fürdőszoba-csempe, konyhai felüle- tek, ablakok, üvegek és tükrök tisztításához, fertőtlenítéséhez.
2. A fermentáció paramétereinek vizsgálata
Végezzünk a leírt módon több párhuzamos kísérletet, kicsit megváltoztatva a para- métereket.
a.) A kísérletet ne szobahőmérsékleten, hanem hidegben (a hűtőszekrénybe téve) vé- gezzünk). Mit figyelhetünk meg?
Megfigyelés: a fermentáció nem indul el, a hidegben az enzimek nem, vagy csak nagyon lassan működnek
b.) A kísérletet úgy végezzük, hogy változtassuk az adagolt cukor mennyiségét.
Az eredmények alapján készítsünk táblázatot. Mit figyelhetünk meg?
Megfigyelés: ha a cukor-koncentráció sokkal kiesebb, lassabban megy a fermentáció, a képződött alkohol és ecet koncentrációja is kisebb. Ha a cukor-koncentráció nagyon ma- gas, nem működik a fermentáció, az enzimek működése gátolt.
c.) A kísérletet úgy végezzük, hogy a ferment levet nem szűrjük le a megadott időben, hanem ott hagyjuk még egy hónapig. Mit figyelhetünk meg?
Megfigyelés: ebben az esetben a képződött ecetsav a levegőn tovább oxidálódik széndi- oxiddá és vízzé. Ezért az ecetsav koncentrációja csökken.
3. Készítsünk borecetet Kiindulási anyagok:
100 mL fehér bor,
5 szem kockacukor,
5 szem mazsola,
egy kávéskanál ecet.
A borecet készítésének az alapanyaga általában fehér bor, de esetenként használha- tunk rozét vagy vörös bort. A bort felmelegítjük 30-40 fokra, beleöntjük egy 1L-es üvegbe, hozzáadjuk a kockacukrot, a mazsolát és az ecetet, lefedjük egy vászonnal, és egy hónapig állni hagyjuk szobahőmérsékleten.
A kávéskanálnyi ecet a fermentáció beindulását gyorsítja, különben a fermentáció 10- 12 hónapig tart.
A borecet készítése esetében csak a második fermentáció megy végbe, az alkohol az ecetsavbaktériumok és a levegő hatására ecetsavvá oxidálódik. Az elkészült ecet a bor aromáját tartalmazza.
48 2020-2021/4 4. Ízesített borecet készítése
Az ételek ízesítésére gyakran használunk különböző fű- szernövényekkel ízesített ecetet. Ezek elkészítése úgy történik, hogy a kívánt zöldfűszert, borókát vagy birsalma szeleteket le- öntjük 10 %-os ecettel amíg jól ellepi, és hozzáadunk 100 mL fehér bort. Különösen alkalmas a tokaji aszú vagy a szamo- rodni. Aztán 4 hétig érleljük szobahőmérsékleten.
Felhasználás:
A borókával és birsalmával készült borecet bárány és vadak pácolásához nagyon jó.
A rozmaringos, bazsalikomos, zsályás borecet bab-, lencse-, burgonyafőzelék és -le- ves ízesítésére kitűnő, valamint saláták készítésére használják.
Megfigyelhetjük, hogy ezek az enzimkatalízissel megvalósítható kísérletek (fermentációk) hosszabb időt igényelnek, mint a kémiai reakciók, és szobahőmérsékleten játszódnak le.
Majdik Kornélia
Alfa és omega fizikaverseny
1. Állapítsd meg, hogy a következő kijelentés igaz, vagy hamis!
a.) Ha teljesen vízbe merítünk azonos oldalélű vas, réz és fakockát, a felhajtó erők megegyeznek.
b.) A mechanikai munka mértékegysége W·s.
c.) A kWh a teljesítmény mértékegysége.
d.) Ha a toronyóra percmutatójának csúcsa 31,4 cm-t tesz meg 2 perc alatt, akkor a mutató hossza másfél méter.
e.) A szabadon eső testek légüres térben egyenes vonalú egyenletes mozgást végeznek.
f.) Egy szánkón ülő gyerek tömege a szánkóval együtt 40 kg. A 20 m magas dombról lecsúszva a domb aljára, 5000 J fordítódik a súrlódás legyőzésére. Miközben az apuka újra visszahúzza a gyereket a domb tetejére, 13000 J munkát végez.
g.) Két azonos ellenállást először sorosan, majd párhuzamosan kapcsolunk ugyanarra a feszültségforrásra. A forráson áthaladó áramerősség az első esetben nagyobb, mint a második esetben.
h.) Az ozmózis a hőmozgás következménye.
i.) Ha tiszta víz 4°C-ról 0 °C-ra hűl, sűrűsége csökken.
j.) Ha egy hajó a Dunáról a Fekete-tengerre úszik ki, mélyebbre merül a vízben.
k.) A mérlegre álló ember a felhajtó erő miatt a mérleget valódi súlyánál kisebb erővel nyomja, így a mérleg egy picivel kevesebbet mutat, mint a valódi súly.
l.) Ha elolvad a vízen úszó jégtömb, az edényben a víz szintje nőni fog.
